當一種「異常折疊」的蛋白從腸道擴散到你的大腦……科學家揭密巴金森氏症真正病灶!

2019-06-27 18:00

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巴金森氏症(Parkinson

巴金森氏症(Parkinson's disease)(取自網路)

美國科學家近年研究發現,造成常見神經退化性疾病「巴金森氏症」的原因,可能與腸道裡的微生物變化有關。如今最新研究證實,人體內一種名為阿爾法─突觸核蛋白(α-突觸核蛋白)的蛋白質,在腸道內發生「異常折疊」後,經由迷走神經擴散至腦部多處,是罹患巴金森氏症的關鍵成因。

越來越多證據證實 巴金森氏症「源自腸道」

2016年,美國加州理工學院(Caltech)的研究人員培育兩組過多生成α-突觸核蛋白(alpha-synuclein)的實驗鼠,並透過控制實驗鼠擁有完整的腸道菌群(gut bacteria)與否,觀察腸道菌群與巴金森氏症(Parkinson's disease)之間的關聯,當時實驗結果顯示,腸道微生物確實為造成巴金森氏症的重要推手。

2018年10月,另一組研究團隊則發現,及早將闌尾(appendix)移除的人,能降低19%罹患巴金森氏症的風險,該研究的作者、美國范安德爾研究所(Van Andel Research Institute)助理教授拉布里(Viviane Labrie),也支持巴金森氏症起源於腸道的觀點。

可能引發巴金森氏症的腸道細菌(Caltech)
可能引發巴金森氏症的腸道細菌(Caltech)

而26日刊登在科學期刊《神經元》(Neuron)上的最新研究,則替先前的發現提供更多有力證據。這篇研究證實,當關鍵的α-突觸核蛋白於腸道內聚集,且以錯誤形式折疊時,會隨時間經迷走神經(vagus nerve)通往人體腦部,最終造成神經細胞損傷、多巴胺(dopamine)系統惡化,以及運動與言語障礙 ,而這些症狀都與巴金森氏症患者的症狀相符。

美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)神經學教授、研究共同作者道森(Ted Dawson)表示:「這項研究結果支持且確實提供了首個實驗證據,證實巴金森氏症從腸道開始發展,並藉由迷走神經通往腦部。」

蛋白質經迷走神經擴散 途徑與巴金森氏症病程吻合

道森也在論文中解釋團隊實驗的流程:首先,研究團隊將異常折疊的α-突觸核蛋白注進健康實驗鼠的腸道內,一個月後進行後續追蹤時,他們在實驗鼠的腦幹內,發現這些原本被注射至腸道內的蛋白質;3個月後,包含杏仁核與富含多巴胺神經元的中腦(Midbrain)部分,也都出現異常折疊的α-突觸核蛋白;7個月後α-突觸核蛋白則遍佈實驗鼠腦內更多地方。

研究團隊表示,蛋白質散播至腦內不同部位的進程,與巴金森氏患者腦內不同部分受損而產生的病程相符。此外,被注射異常折疊α-突觸核蛋白的實驗鼠在築巢時產生問題,並表現出記憶、焦慮及行為障礙等症狀。

為了進一步確認迷走神經是否為巴金森氏症從腸道通往腦部的途徑,研究小組進行另一項實驗,將異常折疊的α-突觸核蛋白,注射進迷走神經被切斷的實驗鼠,以及經基因工程改造,而無法產生正常α-突觸核蛋白的實驗鼠,最終這兩種類型的實驗鼠腦內,都未發現該蛋白質的蹤跡,其多巴胺系統亦未產生損傷,也沒有出現任何運動、記憶或行為障礙。

因此,這些結果證實了異常折疊的α-突觸核蛋白是通過迷走神經傳播到大腦。研究團隊也表示,注射進實驗鼠體內的蛋白質,進一步使原本正常的α-突觸核蛋白產生異常折疊,形成骨牌效應並一併傳送至腦內。

專家望新研究助預防巴金森氏症

然而,實驗過後仍存在許多未解之謎,包括巴金森氏症早期會出現的病徵為嗅覺障礙,但在本次實驗中,實驗鼠的嗅覺卻沒有出現異常。同樣令科學家不解的還包括,為什麼有些人腦中含有大量異常蛋白質,卻未出現巴金森氏症的症狀 ,以及,α-突觸核蛋白最初為何會異常重疊?

巴金森氏症的真正元凶可能不在腦部,而在你的腸胃!(Caltech)
研究團隊尚未釐清造成阿爾法─突觸核蛋白異常重疊的原因(Caltech)

慈善機構「英國帕金森氏症防治協會」(Parkinson's UK)的波特(Beckie Port)對最新的研究結果表示肯定,認為這項研究奠基於先前的實驗成果,並「提供越來越多新證據支持腸道內的變化,是造成巴金森氏症的關鍵要素此一假說」。波特也坦言「雖然這也並非病情可能開始的唯一源頭,」但「在這些變化抵達大腦前,減緩它們的步調並對其進行識別,我們或許能夠預防大部分的巴金森氏症症狀產生,並且改善患者的生活品質。」

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